關(guān)于瀝青混凝土攤鋪機(jī)的選型技術(shù)探討

1、    關(guān)于瀝青混凝土攤鋪機(jī)的選型技術(shù)探討.doc日期: 2010-4-19 5:55:38瀏覽: 306來(lái)源: 學(xué)海網(wǎng)收集整理作者: 陶濤摘要：通過(guò)詳細(xì)介紹瀝青混凝土攤鋪機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)、結(jié)構(gòu)及性能，綜合分析影響攤鋪機(jī)攤鋪質(zhì)量的因素，對(duì)眾多的功能配置，作適用性分析；結(jié)合中國(guó)國(guó)情，根據(jù)實(shí)際工程需要，區(qū)分不同行業(yè)、不同工況有針對(duì)性地進(jìn)行瀝青混凝土攤鋪機(jī)的選型，結(jié)合我處的施工特點(diǎn)，為市政行業(yè)選擇科學(xué)合理配置的攤鋪機(jī)。關(guān)鍵詞：瀝青混凝土攤鋪機(jī)；關(guān)鍵技術(shù)；平整度；性能；適用；工況0 引言瀝青混凝土攤鋪機(jī)是一種集機(jī)、電、液、人工智能于一體的高科技產(chǎn)品。隨著高等級(jí)公路和

2、城市道路的蓬勃發(fā)展，瀝青攤鋪機(jī)在路面施工中地位舉足輕重，對(duì)瀝青攤鋪機(jī)的要求也越來(lái)越高。如何選擇技術(shù)性能優(yōu)越、可靠性強(qiáng)、適用性好、經(jīng)濟(jì)性好的瀝青混凝土攤鋪機(jī)就顯得尤為重要。使設(shè)備的決策者對(duì)國(guó)內(nèi)外瀝青混凝土攤鋪機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、技術(shù)性能加強(qiáng)了解，根據(jù)實(shí)際工程需要有針對(duì)性地選購(gòu)攤鋪機(jī)，避免選購(gòu)設(shè)備不能滿足施工要求而造成浪費(fèi)，因此探討瀝青混凝土攤鋪機(jī)的選型技術(shù)就顯得尤為迫切。1 基本機(jī)械結(jié)構(gòu)及性能分析1.1液壓系統(tǒng)瀝青混凝土攤鋪機(jī)的行走轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、螺旋、刮板系統(tǒng)及其它輔助系統(tǒng)都經(jīng)歷了由機(jī)械傳動(dòng)到液壓傳動(dòng)的變革，液壓傳動(dòng)以其高的傳動(dòng)效率、靈活的傳動(dòng)方式、優(yōu)越的控制性能和高可靠性低故障率成為主流；液壓系統(tǒng)也經(jīng)歷

3、了由初始的開環(huán)式系統(tǒng)到閉環(huán)式系統(tǒng)的變革，開環(huán)系統(tǒng)由于不易無(wú)級(jí)調(diào)速、元件分散、效率低、不易連續(xù)控制的缺陷，逐漸被閉環(huán)控制系統(tǒng)所取代；博世力士樂公司、薩奧丹佛斯公司的液壓件已成為各知名攤鋪機(jī)廠家的首選?！?】1.2行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)國(guó)內(nèi)外大中型攤鋪機(jī)均采用履帶行走機(jī)構(gòu)，履帶行走機(jī)構(gòu)以接地比壓小，附著性能好，攤鋪平整度好，較輪胎式行走機(jī)構(gòu)而得到廣泛的應(yīng)用；驅(qū)動(dòng)裝置，過(guò)去都采用液壓馬達(dá)加鏈條或減速器組合形式，現(xiàn)在都采用液壓馬達(dá)加行星齒輪減速器，配套驅(qū)于一致。輪胎式行走機(jī)構(gòu)用于中小型攤鋪機(jī)上，以其高機(jī)動(dòng)性能、低攤鋪幅度的自身特點(diǎn)在低端攤鋪機(jī)上廣泛應(yīng)用?！?】1.3機(jī)電液一體化現(xiàn)代化的瀝青攤鋪機(jī)已發(fā)展成為機(jī)械、

4、電控、液壓傳動(dòng)與人工智能為一體的先進(jìn)設(shè)備，依靠電控可以實(shí)現(xiàn)恒速攤鋪、直線行走、圓滑轉(zhuǎn)向、輸料比例控制、振搗頻率預(yù)選、熨平裝置的浮動(dòng)、提升、下降、鎖定、增壓、減壓、延時(shí)、平整攤鋪、電氣故障報(bào)警和故障部位識(shí)別等功能。1.4恒速控制系統(tǒng)瀝青混凝土攤鋪機(jī)攤鋪速度的不穩(wěn)定，是影響攤鋪路面平整度的主要因素。速度不穩(wěn)定的主要來(lái)源于以下三方面：1、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化；2、液壓元件容積率的變化；3、履帶滑轉(zhuǎn)率的變化。這三方面均于攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中負(fù)載的突然變化有關(guān)。攤鋪機(jī)的恒速不能僅通過(guò)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的油門或手動(dòng)控制行走變量泵來(lái)實(shí)現(xiàn)（不能保證攤鋪速度的精確控制），現(xiàn)代化的攤鋪機(jī)大都通過(guò)在行走液壓馬達(dá)安裝速度傳感器，將檢測(cè)到的

5、速度信號(hào)與設(shè)定速度進(jìn)行對(duì)比處理，然后輸出信號(hào)控制行走變量泵；同時(shí)安裝恒功率控制系統(tǒng)也是保證在負(fù)荷突然增大時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)不掉速的有效手段，即各系統(tǒng)自動(dòng)分配功率，當(dāng)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)掉速時(shí)，螺旋和振搗消耗功率大的系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)整螺旋轉(zhuǎn)速及振搗頻率，降低液壓系統(tǒng)功率，避免掉速，實(shí)現(xiàn)勻速攤鋪，保證平整度。1.5自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng)自動(dòng)找平控制系統(tǒng)從數(shù)據(jù)源的類型可分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，數(shù)字式控制器不僅提高了系統(tǒng)的控制精度，也提高了系統(tǒng)的綜合性能：如能進(jìn)行故障報(bào)警、故障診斷、顯示運(yùn)行狀態(tài)等等，已得到廣泛的應(yīng)用；從數(shù)據(jù)的采集方式分為：接觸式和非接觸式。接觸式找平有拉鋼纖和拖長(zhǎng)滑靴，都比較易于實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單易行，投資少，可實(shí)現(xiàn)縱向

6、的、接觸范圍內(nèi)的有限平整度；非接觸式找平有超聲波和激光兩種形式，能高精度、高可靠性、全面補(bǔ)償校正偏差，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化控制。以超聲波檢測(cè)技術(shù)為核心的非接觸式平衡梁，其技術(shù)成熟，多組多探頭智能控制系統(tǒng)，探測(cè)范圍大，精度高，全面補(bǔ)償校正偏差，能交替使用面基準(zhǔn)和線基準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)大范圍的平整度控制。德國(guó)ABG-326攤鋪機(jī)選購(gòu)德國(guó)MOBA公司的SUPERMATIC非接觸自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)在全國(guó)多處高速公路施工中均有應(yīng)用。1.6連續(xù)輸料技術(shù)攤鋪機(jī)供料系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)功率占發(fā)動(dòng)機(jī)總功率的50%以上，輸料量與生產(chǎn)率之間的匹配影響路面的平整度。如何實(shí)現(xiàn)在設(shè)定的攤鋪速度、寬度、厚度情況下的連續(xù)穩(wěn)定供料，并且

7、保證液壓系統(tǒng)負(fù)荷穩(wěn)定，就需要對(duì)左右刮板輸料系統(tǒng)和左右螺旋輸料系統(tǒng)采用的變量泵及非接觸式料位器，分別比例控制（例如福格勒公司生產(chǎn)的S18001），提高傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性。如瑞典DYNAPAC公司F141C熨平板中的螺旋分料器是由邊端的變量泵直接驅(qū)動(dòng)，可正反向旋轉(zhuǎn)，使料槽內(nèi)混合料可向兩邊集中或推向單邊，不會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生離析的阻料現(xiàn)象，螺旋高度快速可調(diào)，料斗兩側(cè)翼板可單獨(dú)控制這是設(shè)計(jì)獨(dú)特、新穎的地方。1.7抗離析攤鋪技術(shù)離析是攤鋪機(jī)大寬度攤鋪很難解決的問題。攤鋪機(jī)攤鋪路面時(shí)物料離析有4種形式：橫向、豎向、縱向帶狀、窩狀離析。其中以橫向離析出現(xiàn)最多、危害最大。德國(guó)ABG、福格勒等多家公司結(jié)合自身攤鋪機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

8、，開發(fā)了多種抗離析技術(shù)：1、采用螺旋葉片全埋輸料方法，大小粒料能被均勻輸送，減少了橫向離析；2、螺旋高度多級(jí)、無(wú)級(jí)調(diào)整，可對(duì)攤鋪層粒料再次連續(xù)攪拌，在厚度方向上避免豎向離析；3、合理設(shè)計(jì)螺旋直徑，螺旋輸料通道可根據(jù)攤鋪厚度相應(yīng)加大，改善物料阻滯現(xiàn)象，避免縱向帶狀離析。1.8熨平裝置結(jié)構(gòu)熨平板是攤鋪機(jī)的關(guān)鍵部件，它直接關(guān)系到攤鋪路面的質(zhì)量。從結(jié)構(gòu)形式可分為機(jī)械加長(zhǎng)和液壓伸縮兩種；機(jī)械拼裝整體剛度高，對(duì)于提高攤鋪路面平整度有好處；從預(yù)壓實(shí)機(jī)構(gòu)可分為單夯錘、雙夯錘、液壓振動(dòng)壓力梁等多種組合，這是預(yù)壓實(shí)度達(dá)到90%以上的保證，是提高平整度必備的機(jī)構(gòu)；在攤鋪機(jī)停機(jī)再啟動(dòng)時(shí)，由于熨平板自重和物料承載能力的

9、關(guān)系會(huì)出現(xiàn)熨平板壓痕、大臂下沉以及起步熨平板爬升現(xiàn)象，嚴(yán)重影響路面平整度。在新型國(guó)外進(jìn)口攤鋪機(jī)上運(yùn)用了自動(dòng)控制熨平板防爬鎖和防沉鎖：短時(shí)間停機(jī)時(shí)鎖住熨平板提升油缸的下腔，防止下沉造成壓痕；開機(jī)時(shí)延時(shí)鎖住熨平板提升油缸的下腔，攤鋪一個(gè)熨平板寬度后再打開下腔浮動(dòng)攤鋪；長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，在開機(jī)時(shí)同時(shí)打開熨平板提升油缸的下腔，延時(shí)鎖住上腔，攤鋪一個(gè)熨平板寬度后再打開上腔浮動(dòng)攤鋪，以控制熨平板爬升；另外根據(jù)測(cè)量的物料溫度間斷點(diǎn)火，保溫熨平板。1.9數(shù)字化控制技術(shù)由于機(jī)電液一體化在攤鋪機(jī)上的廣泛運(yùn)用，電控系統(tǒng)已成為衡量攤鋪機(jī)先進(jìn)與否的一個(gè)重要標(biāo)志；新一代微機(jī)控制、CAN系統(tǒng)總線設(shè)計(jì)為攤鋪機(jī)功能的擴(kuò)展提供了空間。

10、ABG-525攤鋪機(jī)采用了全電子管理系統(tǒng)（EPM系統(tǒng)）、新型DANYPAC攤鋪機(jī)采用液晶顯示屏技術(shù)和故障自動(dòng)診斷系統(tǒng)。綜上所述，影響攤鋪機(jī)攤鋪質(zhì)量的因素很多，主要因素可歸結(jié)為以下四點(diǎn)：1、攤鋪速度能否恒定；2、物料能否連續(xù)適量輸送；3、物料能否攤鋪均勻；4、路況和物料的干擾能否有效控制。國(guó)內(nèi)外各種品牌的攤鋪機(jī)都會(huì)強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品在某些方面優(yōu)于其它品牌，這就需要我們從眾多的功能配置中作適用性分析，有針對(duì)性選擇符合自己實(shí)際工程需要機(jī)型。2適用性分析及使用性能評(píng)價(jià)2.1 不可盲目追求攤鋪機(jī)的多功能攤鋪鑒于中國(guó)國(guó)情，一些不負(fù)責(zé)任的攤鋪機(jī)銷售商往往強(qiáng)調(diào)其產(chǎn)品的適用性強(qiáng)，可同時(shí)勝任穩(wěn)定土、RCC、道渣的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。

11、但從施工的情況看，攤鋪瀝青混凝土和基層穩(wěn)定材料對(duì)攤鋪機(jī)的要求有很大差別，用戶首先應(yīng)有明確的作業(yè)定位：是用于一般公路還是高等級(jí)公路的作業(yè)，是攤鋪基層材料還是瀝青混凝土混合料。這是基于以下三點(diǎn)原因：、攤鋪質(zhì)量要求：良好的瀝青面層對(duì)攤鋪機(jī)的熨平板、自動(dòng)找平系統(tǒng)要求較高，元件精密，而一旦攤鋪基層穩(wěn)定材料，熨平板、供料系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生非常大的磨損，這將嚴(yán)重影響面層的施工質(zhì)量。、不同材料要求攤鋪機(jī)的地面附著力不一樣：如德國(guó)ABG攤鋪機(jī)采用CAT D3技術(shù)加工的特制履帶、德國(guó)DEMAG攤鋪機(jī)采用高架鏈輪技術(shù)增加與地面附著力，而沒有對(duì)行走機(jī)構(gòu)特殊處理的攤鋪機(jī)在寬度9米以上大厚度基層穩(wěn)定材料攤鋪時(shí)有出現(xiàn)牽引力不足的可

12、能。、不同材料攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，攤鋪機(jī)負(fù)荷差異大：攤鋪基層材料比瀝青材料時(shí)負(fù)荷一般要大30%40%，單位時(shí)間內(nèi)機(jī)械各方面磨損要嚴(yán)重得多，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、熨平板、輸料機(jī)構(gòu)等機(jī)械重要部件造成較大損傷，降低機(jī)械的有效使用壽命，從經(jīng)濟(jì)上也不合算。綜上所述，對(duì)于市政道路的攤鋪對(duì)攤鋪機(jī)的選擇應(yīng)在滿足高攤鋪精度、使用的靈活性、經(jīng)濟(jì)性情況下，不要過(guò)于追求攤鋪機(jī)的多功能作業(yè)。2.2 攤鋪寬度和攤鋪厚度的科學(xué)設(shè)置瀝青攤鋪機(jī)寬度和厚度的選擇應(yīng)權(quán)衡多方面因素，綜合確定，包括：工程的實(shí)際需要、瀝青站的生產(chǎn)能力、攤鋪的質(zhì)量要求。攤鋪機(jī)的攤鋪厚度一般都在0300MM之間，完全可以滿足施工要求，配置趨于一致。厚度越大，預(yù)壓實(shí)度越小，施工平

13、整度、壓實(shí)度無(wú)法保證。2.2.1不可盲目追求攤鋪寬度，以全幅攤鋪來(lái)提高平整度是個(gè)誤區(qū)，理由有以下幾點(diǎn)：、攤鋪寬度大，螺旋分料器運(yùn)送混合料距離長(zhǎng)，不可避免粗細(xì)料的離析，影響路面質(zhì)量，造成早期損壞。、在攤鋪機(jī)重量和功率一定的情況下，寬度越大，平均到料層上的振搗力越小，預(yù)壓實(shí)密度越小，增大了壓路機(jī)的碾壓工作量；由于初壓密實(shí)度小，在重型壓路機(jī)不能緊密跟進(jìn)碾壓情況下，嚴(yán)重影響平整度；物料降溫后，影響壓實(shí)度；而小型壓路機(jī)容易產(chǎn)生推擁，影響平整度。、寬幅攤鋪，表面看上去平整，但中間和邊緣的密實(shí)度不一樣，在壓路機(jī)碾壓后橫向平整度不能保證。綜上所述，建議市政道路的攤鋪機(jī)應(yīng)選擇9米以下機(jī)型。2.2.2攤鋪機(jī)與瀝青

14、混凝土攪拌站生產(chǎn)能力應(yīng)大致匹配攤鋪機(jī)理論生產(chǎn)能率為：    Q = h B VKQ理論生產(chǎn)率；t/h    h攤鋪層厚度；m    B攤鋪寬度；mV攤鋪速度；m/h    攤鋪密實(shí)度；t/m3    K時(shí)間利用率（0.75-0.95）以ABG-325為例：攤鋪寬度為9m，攤鋪層厚度為0.1m，攤鋪速度為5m/min，其理論生產(chǎn)率為550噸/小時(shí)，目前拌和設(shè)備生產(chǎn)能力無(wú)法滿足攤鋪機(jī)的連續(xù)作業(yè)需要，增

15、大了停機(jī)待料的次數(shù)，必將嚴(yán)重影響路面平整度，應(yīng)在攤鋪機(jī)的攤鋪寬度、厚度和攤鋪速度上作出調(diào)整。綜上所述，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工況確定攤鋪機(jī)的寬度。市政道路的攤鋪寬度多變，各種市政設(shè)施都會(huì)成為機(jī)械攤鋪的障礙，以及市區(qū)道路不可能整幅封閉施工等多種特殊限制，市政工程多選用9米以下的攤鋪機(jī)；而高速公路攤鋪，由于質(zhì)量要求嚴(yán)格，在不出現(xiàn)離析的情況下常采用9米機(jī)兩臺(tái)梯隊(duì)作業(yè)。2.3 熨平機(jī)構(gòu)的合理選擇熨平板的選擇主要從以下三方面考慮、機(jī)械加寬熨平板和液壓伸縮熨平板的選擇：機(jī)械加寬熨平板由于整體剛度好，抗形變能力強(qiáng)，在寬幅攤鋪和基層大負(fù)荷攤鋪時(shí)經(jīng)常選用。目前德國(guó)ABG攤鋪機(jī)大都采用液壓快速連接和拆開機(jī)構(gòu)，拆裝麻煩的缺陷有

16、所改善；而市政道路寬度多變，障礙物較多，攤鋪機(jī)寬度經(jīng)常調(diào)節(jié)，宜選用液壓伸縮機(jī)型。、振搗方式的選擇：?jiǎn)魏诲N由于其擊振力有限，難以達(dá)到90%以上的初壓實(shí)度，對(duì)路面的平整度有影響，很少單獨(dú)使用；雙夯錘設(shè)計(jì)和單夯加液壓振動(dòng)壓力梁設(shè)計(jì)都可滿足預(yù)壓實(shí)度的要求，在選擇時(shí)不必過(guò)分追求雙夯，振動(dòng)梁可以大大加快熨平板下混料的流動(dòng)性，減小熨平板的磨損，實(shí)現(xiàn)物料均勻性和平整度。加熱方式的選擇：福格勒專利的電加熱以加熱便捷、均勻著稱，但增加發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，相對(duì)易出故障；德國(guó)ABG、DEMAG等攤鋪機(jī)多采用液化氣加熱，快速但不夠均勻，熨平板易變形。兩種形式熨平板都各有利弊。2.4自動(dòng)找平系統(tǒng)的選擇找平系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)施工路況綜合選擇：在狹窄區(qū)域、小范圍施工，滑靴因不會(huì)出現(xiàn)碰撞，是一種適合市政道路施工的理想選擇；在障礙物較多的施工路段，使用機(jī)械式縱坡傳感器探測(cè)鋼纖也是市政道路攤鋪常用、易行的選擇；而對(duì)于大范圍長(zhǎng)距離的攤鋪，多探頭超聲波數(shù)字找平儀和長(zhǎng)距離激光縱坡傳感器則可以保證較長(zhǎng)路段整體的平整度。3結(jié)語(yǔ)攤鋪機(jī)的選型應(yīng)根據(jù)使用要求有針對(duì)性、有側(cè)重點(diǎn)進(jìn)行：、要求攤鋪機(jī)多功能攤鋪是不現(xiàn)實(shí)的，專業(yè)攤鋪穩(wěn)定基層和專業(yè)攤鋪瀝青混合料，無(wú)論從機(jī)械的維護(hù)和保養(yǎng)，還是運(yùn)營(yíng)成本來(lái)說(shuō)，都是經(jīng)濟(jì)的、科學(xué)的。、不必盲目追求攤鋪機(jī)技術(shù)上的先進(jìn)性、配置上的高端